高地下水位倒虹吸施工技术

高地下水位倒虹吸施工技术

于国杰

南水北调中线干线工程建设管理局渠首分局河南南阳473000

摘要：倒虹吸施工技术在一定程度上可减少工程量，且该技术操作方便，材料消耗少，工程造价也相对较低，因此该技术得到相对广泛的应用。本文主要通过对某拦河引水及北岸干渠工程中上下过水的建筑物采用倒虹吸施工作业，展开分析和探讨。

关键词：高地下水位；倒虹吸

1工程概况

1.1工程简介

某河拦河引水及北岸干渠工程由拦河引水枢纽、北岸干渠、南岸察渠总干渠及灌区分干渠组成。倒虹吸位于拦河引水枢纽工程北岸进水闸后50m处。

1.2主要施工项目及工程量

倒虹吸工程施工工序主要包括：

1）基坑排水：初期排水量11250m3（基坑宽约30m，长约50m，水深1.5m按基坑水量的5倍计算）。

基坑渗透流量：

Q=1.366K（H2－h2）/LgR/r

式中：K为透水层平均透水系数，取8.64m/d；H为含水层厚度，取4.14m；h为基坑内水深，取1m；R为地下水位下降曲线的影响半径，取800m；r为23.6m。

Q=124.484/24=5.2m3/h

2）土方开挖：倒虹吸土方开挖13102m3

3）石方开挖：2312m3

4）混凝土浇筑：2413m3

5）模板制安：3805m3

6）钢筋制安：149t

7）砂砾料填筑及回填：6401m3

2倒虹吸施工方法

2.1倒虹吸施工工艺流程

基坑排水→砂砾石开挖→石方开挖→砂浆垫层→第二段底板→第三段底板→第一段底板→第四段底板→第二段墙身→第三段墙身→→第一段墙身→第四段墙身→第二段顶板→第三段顶板→第一段顶板→第四段顶板→沥青防腐→回填

2.2施工方法

2.2.1基坑排水

初期排水设备选择：基坑长约50m，宽30m，基坑水深1.5m，计划排水时间为2d，基坑总水量2250m3。初期排水量按基坑水量的5倍计算，2d应排水11250m3，小时排水量94.0m3，选用7.5kW泥浆泵1台，小时排水量100m3，考虑特殊情况，备用7.5kW潜水泵一台。

2.2.2石方开挖

岩石开挖深度约4m，方量约2300m3，该处石方开挖采用机械破碎开挖法，人工辅助。石渣采用挖掘机挖装、25t自卸车运输至弃料场。石方开挖预留保护层5cm，人工配合机械开挖到设计高程。

2.2.3M10砂浆垫层施工

M10砂浆按配合比拌和，3m3混凝土罐车水平运输，溜槽垂直运输工作面，人工挂线平仓，抹平，如厚度较厚，则采用1.5kW平板振动器振捣密实。

2.2.4混凝土施工

2.2.4.1原材料要求

1）水泥、外加剂品质符合现行国家标准，使用说明、试验报告、出场合格证、生产合格证、出场检验报告齐全。

2）砂：由承包人采购至施工现场，质地清洁，级配良好，细度模数在2.4～3.0范围内，含泥量小于3%，检验合格，才能使用。

3）骨料：混凝土骨料按设计要求的级配及规格进料，不同料径的骨料分开堆存，严禁相互混杂和混入泥土；装卸时，料径大于40mm落差不大于3m，避免造成骨料破损。

2.2.4.2混凝土运输

混凝土自搅拌机卸出后，要及时运往浇灌地点。混凝土水平运输采用3m3混凝土罐车运输，混凝土在运输过程上应保持其均匀性，做到不分层、不漏浆。混凝土在运输过程中，应尽量缩短运输时间及减少运转次数，运输时间从搅拌机中卸出后，不宜超过规定时间[1-3]。

2.2.4.3模板安装

1）模板安装必须按混凝土结构物的施工详图测量放样，安装前必须清除表面污物，涂刷脱模剂等，不得采用污染混凝土的油剂，不得影响混凝土和钢筋混凝土的质量，木模板面应采用烤涂石蜡或其他保护涂料。模板安装过程中必须保持足够的临时固定支撑点，侧墙模板要用Φ48钢管排架加固，Φ16对销螺栓对拉，对拉螺栓中间设止水环，并辅以剪刀撑和斜撑加固。

2）脚手架安装于建筑物墙、台混凝土施工时，在其周边搭设模板的同时，需搭设钢管脚手架混凝土施工平台，作为施工道路，原则上施工平台、施工道路脚手架不与模板支撑相连，各自独成系统[4-5]。施工平台脚手架和施工道路脚手架应有足够的强度、稳定性和功用特性，并随混凝土的高度上升而上升，确保混凝土施工及时运输入仓。

2.2.4.4混凝土浇筑

1）混凝土浇筑前：对任何部位的混凝土，浇筑前8h完成对混凝土浇筑部位的准备工作，并及时进行检查。检查内容包括：地基处理、已浇筑混凝土的清理及模板、钢筋、板、预埋件、止水片和观测仪器等设施的埋设和安装。经检查合格后，方可进行混凝土浇筑。

2）混凝土入仓：不合格的混凝土严禁入仓，已入仓的不合格混凝土必须予以清除，并按规定弃置在指定地点。入仓方式采用溜槽垂直运输，自由倾落高度不超过2m，如超过2m必须挂串筒或设多级溜槽，以保证混凝土不发生离析现象。

3）混凝土平仓：分层浇筑时，每层混凝土厚度不超过振捣器头长度的1.25倍，倒虹吸混凝土仓面坡比为1：2，给平仓带来了难度。要做到：一、应严格控制混凝土坍落度，争取以设计范围值的最小值入仓，减少混凝土振动造成混凝土表面的不平整；二、应在浇筑到不影响最低下一层混凝土时，人工牵线平整最下一层混凝土，并用振动棒振动密实。逐层向上，直至混凝土浇筑完成。

2.2.4.5施工缝处理

在浇筑分层的上层混凝土浇筑前，应对下层混凝土的施工缝面，进行冲毛或凿毛处理。毛面冲洗干净后，用高标号砂浆处理。

2.2.4.6混凝土养护

混凝土浇筑完毕12h内，用适当材料把混凝土覆盖并洒水养护，确保混凝土在规定时间内有足够的水分保持湿润。开始养护时间：根据气温，当最高气温高于25℃，浇捣完毕6h内加盖洒水养护。养护期一般不少于15d。

2.2.5沥青防腐

混凝土表面对拉筋切除后进行沥青防腐处理，沥青厚度3mm。

3砂砾石回填

填筑主要采用人工配合机械进行，采用20t自行式振动夯夯实。

1）土料：回填土料大部分利用挖方料，不足部分从料场取料。

2）铺料方法：采用人工配合挖掘机甩填作业，进料采用挖掘机或推土机进料，建筑物两侧及洞顶1m范围内采用人工摊铺，铺土厚度控制在20～30cm。基础清理合格后，方可进行第一层填筑。压实度、碾压遍数根据试验确定。

3）平土采用机械，人工配合，施工至建筑物上方或附近2m范围内使用手扶振动夯机分层夯实，其他部位采用20t平碾分层压实，厚度控制在30cm内。

4结语

倒虹吸施工通过各道工序，原材料、施工过程、养护等控制，最大限度地确保混凝土的质量，为混凝土达到设计要求提供保证，确保倒虹吸分部验收顺利进行。

参考文献

[1]顾青林.洪河倒虹吸施工流程与质量措施探析[J].水利建设与管理，2017，37（03）：7-10.

[2]刘学金.浅谈拉森钢板桩支护在倒虹吸施工中的应用[J].江西建材，2016（14）：58+61.

[3]王鹏.某拦河引水工程倒虹吸施工技术[J].水利科技与经济，2016（02）：99-101.

[4]闫良.分析南水北调临铁路倒虹吸开挖施工及防护技术措施[J].门窗，2013（05）：207+210.

[5]田源.柯贤孝.管井井点降水在南水北调倒虹吸施工中的应用[J].四川水力发电，2012，31（06）：18-23.